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04
2026
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02
EST： “离子液体精调控”，打造兼具高通量与抗污染性能的反渗透膜
作者：
背景
反渗透（RO）膜是海水淡化、废水回用及高纯水制备等领域的核心技术，其分离精度高、能耗低、适用范围广。然而，有机污染物尤其是表面活性剂引起的膜污染仍是制约其长期稳定运行的瓶颈。在复杂水体中，带不同电荷的污染物（如阴离子型 SDS 与阳离子型 DTAB）易吸附于膜表面，形成难以清除的污染层，导致膜通量下降、能耗上升甚至结构损伤。现有改性策略多集中于表面亲水化或荷电调节，虽可缓解单一污染物的黏附，但对多种有机污染物的“普适抗污”仍显不足。从分子层面上调控膜的结构与表面性质、实现“结构均匀 + 表面友好”的双重优化，是提升膜抗污能力的关键突破方向。
创新
近日，郑州大学朱军勇教授团队联合同济大学刘彦伶教授团队提出了一种离子液体（IL）介导的界面聚合调控策略，通过引入 1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐 ([Emim][OAc])，实现了对反渗透膜形成过程的控制，成功制备出高通量、高抗污的 Hydrazine 基聚酰胺膜（IL-HIP）。
“化学助攻”：离子液体调控反应动力学
离子液体中的乙酸根 ([OAc]⁻) 能与 Hydrazine（Hz）分子中的 –NH 形成稳定氢键，而咪唑阳离子 ([Emim]⁺) 通过静电作用调节单体扩散速率。这种双重作用显著减缓了单体穿界面扩散，从而实现更可控的界面聚合过程，形成超薄（24 nm）、平滑（16.2 nm 粗糙度）、孔径均匀的选择层。
“线性单体”：Hydrazine 替代 MPD 实现结构均一化
相比传统的间苯二胺（MPD），Hydrazine 具有更高反应活性和线性构型，可促使聚合物链更规整排列，获得更紧凑、缺陷更少的膜结构，为抗污性能提供基础保障。
“性能双赢”：高通量与抗污染兼得
所制膜在 1 bar 下的水通量达 3.00 LMH/bar，NaCl 截留率高达 98.5%，在含 SDS 与 DTAB 的复杂体系中仅有 <10% 的通量衰减，经简单清洗即可恢复 >98% 通量，展现出优异的耐污与再生性能。
意义
本研究为结构可控、高抗污反渗透膜的构筑提供了新的化学调控思路：
科学意义：
揭示了离子液体在界面聚合中的分子调控机制，实现了对膜形成动力学和微结构的控制，推动了“分子设计—结构调控—性能优化”一体化膜科学的发展。
技术意义：
建立了一种通用的 IL 介导聚合策略，可拓展至其他单体体系与膜类型（如纳滤、正渗透），为复杂废水条件下的长期运行膜提供可行路径。
应用前景：
IL-HIP 膜在应对高表面活性剂含量工业废水、乳化液及再生水处理中展现出强大的适应性与稳定性，具有潜力成为下一代低能耗、高稳定性的工业级抗污反渗透膜平台。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/uj8qAhKYeo1Dkdu3u2MsXA
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